Druckluft „Wechselstrom“?
Druckluft ist also eine Sache. Druckluftwerkzeuge sind ziemlich weit verbreitet, und Druckluft wurde zeitweise sogar als industrielles Hilfsmittel kommerziell geliefert.
Aber alle existierende Drucklufttechnologie ist, um eine Analogie zur Elektrizität zu ziehen, „Gleichstrom“ – Sie haben einen konstanten Druck (Spannung) am Einlass, der zu einem Auslass mit niedrigerem Druck (Spannung) abfließt. Bei Strom gibt es jedoch einige Vorteile, auch Wechselstromversorgungen zu verwenden. In einem Druckluftsystem würde dies einem periodischen Auf und Ab des Einlassdrucks entsprechen, anstatt ihn konstant zu halten – und das Übertragen von „Wechselstrom“-Druckluftleistung wäre gleichbedeutend mit dem Übertragen von Schallwellen durch ein Rohr.
Also ist das machbar? Wäre es sinnvoll, "Schallkraftwerke" zu haben, die in einer Druckluftanalogie von Wechselstrom durch geschlossene Rohre hochenergetischen Schall übertragen? Wenn ja, wie könnte ein solches Stromverteilungssystem effizient gestaltet werden? Und wenn nicht, warum nicht?
Antworten
Nachdem ich meine Werkstatt sowohl mit Druckluft- als auch mit Vakuumrohren ausgestattet habe, hätte es mein Leben sicherlich einfacher gemacht, wenn es sich um dasselbe Rohr handeln könnte. Wenn die Rohre periodisch mit Überdruck beaufschlagt wurden und mein Luftsteckschlüssel diese Kraft nutzen konnte, und die Rohre periodisch mit Unterdruck beaufschlagt wurden, wurden sie für das Vakuum-Wärmeformen und Reinigen verwendet.
Wenn es ein magisches Tor gäbe, das es dem Überdruck ermöglichen würde, zu den Überdruckgeräten zu gehen, und dem negativen Relativdruck, zu den Vakuumgeräten zu gehen, wäre mein Leben ein wenig einfacher.
Sie können auch alternativ Hochdruck / Vakuum in einen Gegentakt umwandeln, der theoretisch zum Antrieb eines Pneumatikzylinders verwendet werden kann, der durch außermittige Montage in Rotation umgewandelt werden kann. (Wie bei einem Automotor, die Expansion drückt den Zylinder nach unten, das Vakuum zieht ihn nach oben, die Welle dreht sich, das Auto bewegt sich vorwärts).
Klingt theoretisch gut? Es ist! In der Praxis? Nicht so viel. Ihr Vakuumzyklus muss das Rohr vollständig entleeren. Es muss die gesamte Arbeit des Komprimierungszyklus und noch einiges mehr rückgängig gemacht werden. Das kann einige Minuten dauern, besonders wenn es von einem kilometerweit entfernten Werk geliefert wird.
Wechselstrom muss nicht "das Rohr entleeren", wenn er negativ ist. Der Effekt breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, und die positiven und negativen Wellen breiten sich mit der gleichen Geschwindigkeit aus.
Ersetzen Sie jedoch die Luft durch Hydraulikflüssigkeit, können Sie möglicherweise von einer rastergroßen Verteilung einer abwechselnden Druck- / Zugkraft profitieren. Ich möchte eine Plattform anheben, ich warte einfach auf den Schubzyklus und öffne das Tor, damit der Schub meine Plattform anheben kann, und schließe das Tor, wenn der Zyklus negativ wird oder die Plattform die gewünschte Höhe erreicht. Ich möchte es absenken, ich warte einfach auf den Zugzyklus und öffne mein Tor während dieses Zyklus.
Der Effekt würde sich mit Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit ausbreiten. Typischerweise mehrere km pro Sekunde. Pflanzen müssten alle paar Kilometer oder der Zyklus müsste in zehn Sekunden sein. Natürlich hätte jede Maschine in eurer Gesellschaft diesen Stop/Start-Rhythmus.
Der große Vorteil von Wechselstrom besteht darin, dass Sie zwischen Spannung und Strom wechseln können - und sie haben unterschiedliche Wirkungsgrade mit einem großen Stück laminiertem Stahl und Draht.
Wenn man bedenkt, dass die "Pfeifen" vibrieren würden, hätten Sie erhebliche Verluste und sehr laute Pfeifen.
Sie müssten diesen Ton auch irgendwie effizient in "Arbeit" umwandeln - es gibt einige Technologien, die ein Anfang wären - Piezokristalle können Schall mit geringem Wirkungsgrad in Strom umwandeln. Ohne dies ist es ein No-Go, im kleinen oder im großen Maßstab.
Der Luftdruck funktioniert (und in gewissem Sinne - viele ICE-Motoren arbeiten an Luftdruckänderungen, bis zu dem Punkt, an dem Sie ein Dampfmaschinenmodell nur mit Luftdruck betreiben können).
Sie können Schall nicht so effizient in andere Energiequellen umwandeln.